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外源SNP对铝胁迫下大麦苗期根部生理及DNA损伤的影响

2021-03-05张蓝天方云霞张子玲牛春玉吴玉环张晓勤薛大伟

张蓝天,方云霞,张子玲,李 佳,牛春玉,张 弦,吴玉环,张晓勤,薛大伟

(杭州师范大学生命与环境科学学院,浙江 杭州 311121)

铝(Aluminium, Al)是酸性土壤中对植物产生毒害的主要因子,在土壤中的含量仅次于氧和硅.通常情况下,大部分铝以固态硅酸盐形式存在于土壤中,对植物和环境无毒害作用[1].当土壤的pH低于5.0时,铝溶解度会大大增加,转变为离子态,导致土壤中高活性铝的含量迅速增加,从而对植物产生毒害.大麦(HordeumvulgareL.)是集经济作物、粮食作物和饲料作物于一体的农作物,在众多禾本科农作物中,受铝毒害尤为严重,这极大地限制了大麦在酸性土壤中的种植.铝对植物的毒害主要表现为导致根、茎生长迟缓,新叶变小,叶片失绿、卷曲,茎变短,叶柄萎缩;从生理生化方面来看,表现为抑制酶的活性和DNA复制,破坏细胞的信号传导,扰乱激素平衡,引起氧化胁迫和膜的损伤等,最终导致生物量和产量的下降.

硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)是外源一氧化氮(nitric oxide, NO)供体.NO是植物体内一种重要的氧化还原信号分子,属于活性氮范畴.NO参与植物种子萌发、生长发育、光化学反应、衰老等一系列生理过程[2-3].除此之外,Wang等研究发现NO能显著缓解铝对决明子的毒害,NO预处理能显著缓解铝对植株生长的抑制,减少铝胁迫引起的膜脂过氧化和活性氧(reactive oxygen species, ROS)的积累[4].Ruan等研究发现,合适浓度的SNP处理能显著增强小麦幼苗超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性,缓解由NaCl处理引起的小麦叶片氧化损伤[5].

通过观测根长、SOD和POD活性变……

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